HIST装置に担けるCT入射およびLHD用SPICA装置の性能向上に関する研究

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CTの加速入射技術を応用し高効率の燃料供給が可能と予測されている高速中性粒子フローの生成の基礎研究を,受入研究機関の兵庫県立大学において小型CT入射装置装置を用いて行った.実験結果として,中性粒子化セル通過後,CTプラズマ先頭部において電子密度の減少に同期したH_βスペクトル線の発光強度の増加等が観測された.これは,数値計算で予測されているCT先頭部で起きる荷電交換反応に対応しており,中性粒子フロー生成を示唆するものと考えられる.また,核融合科学研究所のLHD用CT入射装置SPICAの性能向上に関する研究も行った.昨年度のSPICA装置の改良整備後,長距離移送管を中性粒子化セル(全長:1.8m,容量:0.055m^3)として利用し,加速CTをその中に入射することで中性粒子フロー生成を試みた.まず,数値計算で示された中性粒子化の高効率条件を実験で実現するため,CT生成用の高速電磁バルブおよび中性粒子化セル用のピエゾバルブの特性を調べた.その結果,ガス拡散時間を考慮に入れてバルブ駆動の入力パルス幅,タイミング等を最適化することで,約0.07Torr以上のセル内圧力が得られた.しかし,H_2動作ガスでは,セル通過後の測定位置においてCTの電子密度と可視光の発光強度の減少が観測されるなど,中性粒子化の明確な結果は得られなかった.次にHeガスで実験を行った.ピンダイオードで観測した可視光の信号波形はCT生成部からセルまでのCT移送過程中で維持され,水素放電とは異なり壁へのガス吸着の影響が少なくなり,安定で再現性の良い放電が得られるようになった.